Attualmente, alta frequenza è PCB ad alta velocità u disignu hè diventatu u mainstream, è ogni ingegnere di PCB Layout deve esse prufessore. In seguitu, Banermei hà da sparte cun voi una parte di l’esperienza di cuncepimentu di l’esperti di hardware in circuiti PCB d’alta frequenza è d’alta velocità, è speru chì serà utile à tutti.

1. Cumu evitari l’interferenza d’alta frequenza?

L’idea basica di evità l’interferenza d’alta frequenza hè di minimizzà l’interferenza di u campu elettromagneticu di i segnali d’alta frequenza, chì hè a chjamata crosstalk (Crosstalk). Pudete aumentà a distanza trà u signale d’alta veloce è u signale analogicu, o aghjunghje tracce di guardia di terra / shunt vicinu à u signale analogicu. Prestate ancu attenzione à l’interferenza di u rumore da a terra digitale à a terra analogica.

2. Cumu cunsiderà l’impedenza matching quandu cuncepisce schemi di cuncepimentu di PCB d’alta velocità?

Quandu cuncepimentu di circuiti PCB d’alta velocità, a cuncordanza di l’impedenza hè unu di l’elementi di cuncepimentu. U valore di l’impedenza hà una relazione assoluta cù u metudu di cablaggio, cum’è camminendu nantu à a superficia di a superficia (microstrip) o a strata interna (stripline / double stripline), distanza da a strata di riferimentu (strata di putenza o strata di terra), larghezza di cablaggio, materiale PCB. , etc. Tutti dui affettanu u valore di l’impedenza caratteristica di a traccia. Vale à dì, u valore di l’impedenza pò esse determinatu solu dopu à u cablaggio. In generale, u software di simulazione ùn pò micca piglià in contu certi cundizioni di cablaggio cù impedenza discontinua per via di a limitazione di u mudellu di circuitu o di l’algoritmu matematicu utilizatu. À questu tempu, solu alcuni terminatori (terminazione), cum’è a resistenza di serie, ponu esse riservati nantu à u schema schematicu. Alleviate l’effettu di a discontinuità in l’impedenza di traccia. A vera suluzione à u prublema hè di pruvà à evità discontinuità di impedenza durante u cablaggio.

3. In u disignu di PCB d’alta veloce, chì aspetti chì u designer deve cunsiderà e regule EMC è EMI?

In generale, u disignu EMI / EMC deve cunsiderà l’aspetti radiati è cundutti à u stessu tempu. U primu appartene à a parte di frequenza più alta (<30MHz) è l’ultima hè a parte di frequenza più bassa (<30MHz). Allora ùn pudete micca solu attentu à l’alta frequenza è ignurà a parte di freccia bassa. Un bonu disignu EMI / EMC deve piglià in contu u locu di u dispusitivu, l’arrangiamentu di stack PCB, u metudu di cunnessione impurtante, a selezzione di u dispositivu, etc. à u principiu di u layout. Se ùn ci hè micca un arrangiamentu megliu prima, serà risolta dopu. Fararà duie volte u risultatu cù a mità di u sforzu è cresce u costu. Per esempiu, u locu di u generatore di clock ùn deve esse vicinu à u cunnessu esternu. I signali d’alta veloce duveranu andà à a capa interna quant’è pussibule. Prestate attenzione à l’impedenza caratteristica è a continuità di a capa di riferimentu per riduce i riflessi. U slew rate di u signale imbuttatu da u dispusitivu deve esse u più chjucu pussibule per riduce l’altitudine. Cumpunenti di frequenza, quandu sceglite un condensatore di decoupling / bypass, fate attenzione à se a so risposta di frequenza risponde à i requisiti per riduce u rumore in u pianu di putenza. Inoltre, fate attenzione à u percorsu di ritornu di u currente di signale d’alta freccia per fà l’area di u ciclu u più chjucu pussibule (vale à dì, l’impedenza di u ciclu u più chjucu pussibule) per riduce a radiazione. A terra pò ancu esse divisa per cuntrullà a gamma di u sonu d’alta freccia. Infine, sceglite bè a terra di u chassis trà u PCB è l’alloghju.

4. How to sceglie PCB bordu?

L’scelta di a scheda PCB deve ghjunghje à un equilibriu trà i bisogni di cuncepimentu è a produzzione di massa è u costu. I requisiti di cuncepimentu includenu parti elettriche è meccaniche. Di solitu, stu prublema di materiale hè più impurtante quandu cuncepisce schede PCB d’alta velocità (frequenza più grande di GHz). Per esempiu, u materiale FR-4 cumunimenti usatu, a perdita dielectric à una freccia di parechji GHz hà da avè una grande influenza nant’à u signal attenuation, è ùn pò esse adattatu. In quantu à l’electricità, fate attenzione à se a constante dielettrica è a perdita dielettrica sò adattate per a freccia disignata.

5. How to scuntrà esigenze EMC quantu pussibule senza pruvucannu troppu prissioni costu?

L’aumentu di u costu di a scheda PCB per EMC hè di solitu dovutu à l’aumentu di u numeru di strati di terra per rinfurzà l’effettu di schermatura è l’aghjunzione di perle di ferrite, choke è altri apparecchi di suppressione armonica d’alta frequenza. Inoltre, hè di solitu necessariu di currisponde à a struttura di schermatura in altre istituzioni per fà chì u sistema sanu passà i requisiti EMC. I seguenti furnisce solu uni pochi di tecniche di cuncepimentu di schede PCB per riduce l’effettu di a radiazione elettromagnetica generata da u circuitu.

Pruvate di sceglie un dispositivu cù una freccia di slew di signale più lenta per riduce i cumpunenti d’alta frequenza generati da u signale.

Prestate attenzione à a piazza di cumpunenti d’alta freccia, micca troppu vicinu à u cunnessu esternu.

Prestate attenzione à l’impedenza currispondente di i segnali d’alta veloce, a strata di cablaggio è u so percorsu di u currente di ritornu, per riduce a riflessione d’alta freccia è a radiazione.

Pone capacitori di disaccoppiamentu abbastanza è adatti nantu à i pins di alimentazione di ogni dispusitivu per alleviare u rumore in u pianu di l’energia è u pianu di terra. Prestate una attenzione particulare à se a risposta in frequenza è e caratteristiche di a temperatura di u condensatore risponde à i requisiti di cuncepimentu.

A terra vicinu à u connector esternu pò esse siparatu bè da a terra, è a terra di u connector pò esse cunnessu à a terra di chassis vicinu.

Tracce di guardia di terra / shunt ponu esse aduprate in modu adattatu à fiancu à certi segnali speciali d’alta velocità. Ma attente à l’influenza di e tracce di guardia / shunt nantu à l’impedenza caratteristica di a traccia.

U stratu di putenza shrinks 20H da a capa di terra, è H hè a distanza trà a capa di putenza è a capa di terra.

6. Chì aspetti deve esse attentu à quandu u disignu, u routing è u layout di PCB d’alta frequenza sopra 2G?

I PCB d’alta frequenza sopra 2G appartenenu à u disignu di circuiti di freccia radio è ùn sò micca in u scopu di discussione di u disignu di circuiti digitale d’alta velocità. U layout è u routing di u circuitu di radiofrequenza deve esse cunsideratu cum’è u schematicu, perchè u layout è u routing pruvucarà effetti di distribuzione. Inoltre, certi dispositi passivi in ​​u disignu di circuiti di freccia radio sò realizati per mezu di definizioni parametrizzate è fogli di rame in forma speciale. Dunque, l’arnesi EDA sò necessarii per furnisce i dispositi parametrizzati è edità fogli di rame in forma speciale. A stazione di bordu di Mentor hà un modulu speciale di cuncepimentu RF chì pò risponde à questi requisiti. Inoltre, u disignu generale RF richiede strumenti di analisi di circuiti RF specializati. U più famosu in l’industria hè l’eesoft di agilent, chì hà una bona interfaccia cù l’arnesi di Mentor.

7. L’aghjunghje punti di teste affettanu a qualità di i signali d’alta veloce?

S’ellu affettarà a qualità di u signale dipende da u metudu di aghjunghje punti di prova è quantu veloce u signale hè. In fondu, i punti di prova supplementari (ùn aduprate micca a via o u pin DIP esistenti cum’è punti di prova) ponu esse aghjuntu à a linea o tiratu una linea corta da a linea. U primu hè equivalenti à aghjunghje un picculu condensatore nantu à a linea, l’ultimu hè un ramu extra. Tramindui sti cundizioni affettanu u signale d’alta veloce più o menu, è l’estensione di l’effettu hè ligata à a freccia di freccia di u signale è a freccia di u segnu. A magnitudine di l’impattu pò esse cunnisciuta da a simulazione. In principiu, u più chjucu u puntu di prova, u megliu (di sicuru, deve risponde à i requisiti di u strumentu di prova) u più corta u ramu, u megliu.